在人类社会的发展中,传染病不断危害着人们的健康。如何准确地模拟传染病在人群中的传播以及计算机病毒在网络中的扩散行为,甚至设计出有效的预防措施和遏制战略已成为公共卫生管理和网络空间安全领域的一个重要问题。近年来,有关双层网络的模型被广泛研究,模型中的节点在每层内都表示相同的实体,但节点之间的连接关系可能完全不同。不同网络之间的相互作用在很大程度上改变了网络中传染性的传播,此外,将双层网络作为一个传播平台,也是一种符合真实系统的表示方法,因为每个人在不同类型的社会关系中扮演不同角色,这种社会关系包括家庭,同事和朋友。由于移动通信技术的迅速发展,当传染病在人群中出现时,与疾病相关的信息很快通过社会网络或在线社交网络进行扩散。因此,当疾病与相关信息在不同网络层竞争传播时,需要进一步研究疾病传播和相关信息扩散的耦合动力学关系。论文通过建立新的传播模型来研究双层网络框架下疾病以及相关信息之间的相互作用,主要创新性工作包括以下两个方面:1)提出在双层网络中基于SIR模型信息扩散与疾病传播之间的耦合作用,模型上层是表示信息传播的虚拟通信网络,下层为代表疾病传播的物理接触网络,疾病在人群中进行传播。两层网络之间的映射模式是一一对应的关系,但是每层网络的拓扑结构截然不同。对于信息传播层,模型中的个体可以分为两类:已知态,未知态。而对于下层的疾病传播,采用经典SIR模型,个体分为三类:易感者,感染者,恢复者。结合上下两层,个体一共有五种可能的状态:易感者未知态,易感者已知态,感染者已知态,恢复者未知态,恢复者已知态。使用微观马氏链方法进行理论分析,得到疾病传播阈值的理论解析结果。与此同时,大量的蒙特卡罗数值模拟验证了微观马氏链方法的理论预测结果。2)在双层模型基础上,提出了一种全局扩散机制用来模拟大众媒体对信息进行传播。大众媒体代表可靠的信息来源并且定期向全部个体传播疾病信息,在预防疾病爆发中起到至关重要的作用。为此,在前一个工作的基础上添加一个单一节点,该节点连接到信息层的所有节点并周期性的给所有个体发送疾病的相关信息。所有节点都通过两种情况进入已知状态:一种是标准的UAU过程;另一种是大众媒体定期发送疾病信息,个体以一定概率获取这些信息。同时使用微观马尔科夫链方法和蒙特卡罗仿真对该模型进行模拟,通过大量的实验来研究并分析引入大众媒体时,信息扩散和疾病传播之间的相互影响,证实了大众媒体能够很好的抑制疾病传播。